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Progettazione di un edificio in c.a. su isolatori in zona sismica. Confronto con la soluzione a base fissa.

Il presente elaborato è finalizzato alla ricerca dei vantaggi e degli svantaggi connessi all’impiego dell’isolamento sismico quale strategia di difesa contro gli eventi di natura sismo-tettonica, nello specifico quelli di entità particolarmente severa. A tale scopo, è stata effettuata la progettazione in parallelo di due strutture, realizzate in c.a. gettato in opera, avendo come dato di input il solo progetto architettonico: la prima, realizzata con una struttura a telaio e pareti di tipo tradizionale, laseconda, realizzata invece su isolatori, con l’eliminazione delle pareti di controventamento.
Istituire un confronto fra due strutture sostanzialmente diverse non è cosa facile, innanzitutto perché il confronto stesso rischia di perdere efficacia qualora non sia garantito un sufficiente grado di oggettività. Occorre pertanto fissare a priori le linee guida della progettazione ed i parametri sui quali il raffronto debba essere esperito, assicurando, in questo modo, che le valutazioni finali non siano viziate da assunzioni in tutto o in parte errate.
Nel caso specifico, il primo passo è stato quello di progettare due strutture il più possibile simili tra loro, alle quali garantire lo stesso livello prestazionale nel soddisfacimento dei requisiti imposti dalla normativa vigente in materia di costruzioni e protezione antisismica; pertanto le verifiche effettuate riguardano lo Stato limite ultimo e la situazione accidentale sismica, nella doppia verifica allo stato limite ultimo e allo stato limite di danno.
Uniformate, per quanto possibile, le variabili in gioco, il raffronto viene pertanto eseguito su un doppio set di valutazioni:
• di tipo economico;
• relativo alla sicurezza;
Questa tesi progettuale si pone pertanto lo scopo di rispondere a domande del tipo: È conveniente l’impiego dell’isolamento sismico? Se sì, in quali termini? E per quali tipologie di edificio?
In parte, è sin d’ora possibile rispondere a tali quesiti: è noto ai più, infatti, che l’impiego dell’isolamento sismico si giustifica sostanzialmente in zone caratterizzate da rischio sismico medio-alto. Purtroppo il territorio italiano è tristemente noto per episodi nefasti, uno tra tutti quello del Molise del 2002 che ha condotto all’attuale
normativa antisismica.
La strategia tradizionalmente impiegata nel nostro paese si basa sul Capacity Design o “gerarchia delle resistenze”: sostanzialmente lo scopo è quello di evitare danni strutturali in presenza di sismi di media intensità, mentre per terremoti di entità severa si ritiene sufficiente scongiurare la perdita di vite umane, evitando il collasso strutturale anche se l’edificio si rivela non più agibile e/o destinato alla demolizione. L’isolamento sismico, così come viene introdotto e regolamentato
dalla normativa, ha invece lo scopo di preservare la funzionalità strutturale anche dopo eventi di natura eccezionale: si pensi, infatti, che la normativa impone che la sovrastruttura rimanga in campo elastico durante il terremoto di progetto, requisito che sembra sin troppo cautelativo se raffrontato con le specifiche della progettazione tradizionale.
Questo ed altri aspetti verranno approfonditamente trattati nel seguente elaborato, il quale, pur connotato da una forte impronta progettuale, mira alla definizione di criteri generali che possano condurre ad una scelta consapevole sull’eventuale impiego dell’isolamento sismico, che fino ad ora ha trovato sviluppo assai limitato nel nostro paese.

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Capitolo 1 L’isolamento sismico Capitolo 1 L’ISOLAMENTO SISMICO 1.1. CENNI DI DINAMICA DELLE STRUTTURE 1.1.1. Oscillatore semplice Prevedere e quantificare la risposta di una struttura sollecitata da azione sismica in termini di spostamenti, deformazioni e sollecitazioni richiede l’ausilio di “modelli matematici” e tecniche di analisi che sono proprie della “dinamica delle strutture”. L’assunto che sta alla base della teoria delle strutture è il Principio di D’Alembert: f+f+f=f [1.1] iCKe dove f sono le forze di inerzia i f sono le forze dissipative C f sono le forze elastiche K f sono le forze esterne e Si consideri, per semplicità, un oscillatore semplice, ovvero una struttura dotata di un solo grado di libertà x(t), rappresentato dallo spostamento del traverso in Fig. 1.1. Fig 1.1 Oscillatore semplice 3

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Luca Liberatore Contatta »

Composta da 229 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 1990 click dal 26/08/2010.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.